鋁合金模板計(jì)算書(版本3)

1、鋁合金模板 受力計(jì)算書 開啟-建筑低碳環(huán)保新時(shí)代陜西天利成建筑科技有限公司2016年10月目 錄1.0 設(shè)計(jì)大綱2.0 編制依據(jù)3.0 材料性能4.0 設(shè)計(jì)和計(jì)算4.1. 樓面模板結(jié)構(gòu)計(jì)算A. 樓面板計(jì)算B. 樓面龍骨計(jì)算C. 樓面支撐立桿計(jì)算D. 轉(zhuǎn)角連接計(jì)算E. 龍骨拉桿計(jì)算4.2. 墻模板結(jié)構(gòu)計(jì)算A. 墻板計(jì)算B. 鐵威令計(jì)算C. 穿墻拉桿計(jì)算1.0 設(shè)計(jì)大綱 樓面模板的主要組成構(gòu)件有樓面板，樓面龍骨，樓面支撐，轉(zhuǎn)角及龍骨拉桿。由于豎向受力，這些原件均需經(jīng)過(guò)強(qiáng)度和撓度的驗(yàn)算。墻身模板的主要組成原件有墻板，穿墻絲桿，鐵威令，踢腳擋板，墊腳板。由于承受水平方向混凝土的壓力負(fù)載，這些構(gòu)件均需經(jīng)

2、過(guò)強(qiáng)度和撓度的驗(yàn)算。2.0 編制依據(jù)本工程設(shè)計(jì)圖紙公司質(zhì)量、環(huán)境和職業(yè)健康安全一體化管理文件省廳及地方關(guān)于模板支撐架相關(guān)文件要求建筑施工手冊(cè)(第五版)建筑施工簡(jiǎn)易計(jì)算（江正榮 等編著）建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ 130-2011)鋁合金模板系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)工程施工現(xiàn)場(chǎng)管理規(guī)定建設(shè)工程安全生產(chǎn)管理?xiàng)l例（國(guó)務(wù)院第393號(hào)令）建筑工程預(yù)防坍塌事故若干規(guī)定（建設(shè)部建質(zhì)200382號(hào)）建筑施工安全檢查評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（JGJ59-2011）建設(shè)工程施工安全技術(shù)操作規(guī)程建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范（JGJ 162-2008）鋁擠壓型材標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)：6061 T6彈性系數(shù), E 68900

3、N/mm2屈服強(qiáng)度, F y 200 N/mm2允許彎曲應(yīng)力 (0.8 F y) 160 N/mm2鋁平板標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)：6061 T6彈性系數(shù), E 68900 N/mm2屈服強(qiáng)度, F y 135 N/mm2允許彎曲應(yīng)力 (0.7 F y) 95 N/mm2低碳鋼威令標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)：43A 到BS 4360 及鐵-1987彈性系數(shù), E 206000 N/mm2 屈服強(qiáng)度, F y 250 N/mm2允許軸向拉伸應(yīng)力(0.66 F y) 165 N/mm允許彎曲應(yīng)力(0.6 F y) 150 N/mm4.0 設(shè)計(jì)及計(jì)算 ·荷載: 模板自重 （25KG/m2）= 25×10×

4、;10-3 = 0.25 KN/m2 施工荷載 2.5 KN/m2 鋼筋混凝土重度 25 .1KN/m3·單件模板允許的撓度不超過(guò)跨徑的1/250。4.1 樓面模板結(jié)構(gòu)計(jì)算a) 樓面板計(jì)算b) 樓面龍骨計(jì)算c) 樓面支撐計(jì)算d) 轉(zhuǎn)角計(jì)算e) 龍骨拉桿計(jì)算樓板建筑負(fù)荷路徑樓板混凝土 鋁板 加勁構(gòu)件(DRX, PRDX) 樓面板 龍骨拉桿 樓面支撐 A. 樓面板計(jì)算假定所有構(gòu)件是單純支撐，然而此非實(shí)際，確有作出最壞情況的假定。在混凝土結(jié)構(gòu)區(qū)大塊使用TLD模板系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)樓面尺寸是450x900mm.(1). 幾何及物理性能 樓板厚度（最大板厚計(jì)算） 120mm 彈性系數(shù)(鋁平板) 68,

5、900 N/mm2鋁平板厚度 4mm 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(I) PRDX (邊框) =214,409mm4 DRX (加勁) =69,595mm4 承重力矩(W) PRDX (邊框) =6,557 mm3 DRX(加勁) =3,479 mm3 屈服強(qiáng)度 (F y) PRDX / DRX 200 N/mm2 鋁平板 135 N/mm2 允許應(yīng)力(0.2% 彈性極限應(yīng)力) PRDX / DRX (0.8F y) 160 N/mm2 鋁平板(0.7F y) 95 N/mm2 (2).負(fù)荷.a.模板自重 0.25KN/ m2b.鋼筋混凝土 (樓面板) (25.1 KN/ m3) = 3.012KN/ m2c.施

6、工活荷載 2.5 KN/ m2 合計(jì) F =1.2×3.262+1.4×2.5= 7.414 KN/ m2 (3). PRDX 邊框彎曲度PRDX 邊框必須支撐模板負(fù)荷的一半。假定PRDX只是單純支撐，因此受到嚴(yán)重彎曲應(yīng)力。最大力矩在跨度中部，公式如下：q =7.414*0.45/2=1.668 KN/m 邊框最大力矩是： 邊框最大力矩是：?jiǎn)渭儚澢鸂顩r建筑理論：彎曲應(yīng)力 = 簡(jiǎn)化為: 彎曲應(yīng)力 =因此:PRDX 邊框彎曲應(yīng)力=所以, PRDX 彎曲度合格。(4) 邊框撓度（PRDX）經(jīng)驗(yàn)顯示，單件模板從支撐點(diǎn)中心線起的撓度不超過(guò)跨度的1/270所產(chǎn)生的表面是可接受的。負(fù)載條

7、件下的單純支撐梁的最大撓度由以下公式計(jì)算： 撓度(d) =3.43mm<1200/250=4.8mm因此, 邊框的撓度合格.(5) 加勁彎曲度（DRX）DRX加勁長(zhǎng)450mm,支撐區(qū)域 450/2+400/2=425mm 寬. 加勁上的負(fù)載是 t: =7.414x0.425=3.15 KN/m最大力矩是: 彎曲應(yīng)力 =因此, 加勁的彎曲度合格。 (6) 加勁撓度（DRX）撓度由以下公式計(jì)算出： 允許撓度 = 400/250 = 1.6mm > d=0.279mm因此, 加勁的撓度合格。(7). 鋁平板的彎曲度和撓度平板四邊被環(huán)包，其最大面積是450x400mm。其彎曲應(yīng)力其撓度的計(jì)

8、算公式如下： 其中Fb 由于彎曲引起的應(yīng)力B 源自于以下表格P 壓力b 平板的最短尺寸t 平板的厚度A 源自于以下表格E 彈性系數(shù)D 撓度Table 1 a/b11.21.41.61.8234A0.01380.01880.02260.02510.02680.02770.02840.0284B0.3080.3830.4360.4680.4870.4970.4990.5a/b = 450/400=1.125 因此 A=0.0188 and B=0.383 平板的最大彎曲應(yīng)力由以下公式計(jì)算出： 因此，平板的彎曲度合格。平板的撓度計(jì)算公式： 允許撓度= 450/250 = 1.8mm > D=1

9、.29mm因此，平板的撓度合格。樓面之間的固定銷子沒有檢查，因?yàn)殇N子不用于負(fù)載傳遞。B. 樓面龍骨計(jì)算假定樓面龍骨是單純支撐，然而此非實(shí)際，確有給出最壞情況的假定。并假定最大樓面龍骨長(zhǎng)1050mm, 所支撐的最長(zhǎng)樓面板是1350mm長(zhǎng)。(1). 幾何物理性能：. 樓板厚度 120 mm彈性系數(shù)(鋁平板) 68,900 N/mm2 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 (I) 2494044 mm4 承受力矩 (W) 58822 mm3 屈服強(qiáng)度 (Fy) 200 N/mm2 允許應(yīng)力(0.8Fy) 160N/mm2(2). 負(fù)載.a. 模板自重 0.25 KN/ m2b. 鋼筋混凝土樓板 (25.1 KN/ m3) =3

10、.012 KN/ m2c. 施工活荷載 2.50 KN/ m2 共計(jì) F1 =1.2×3.262+1.4×2.5= 7.414 KN/ m2 (3). 樓面龍骨彎曲度假定梁是單純支撐，因此經(jīng)受嚴(yán)重彎曲應(yīng)力。樓面龍骨承受來(lái)自于兩邊各0.6米的負(fù)載?？缍戎胁孔畲罅赜梢韵鹿接?jì)算出：q =5.5*1.35=10.27KN/m 梁上最大力矩是:單純撓度狀態(tài)下的建筑理論： 彎曲應(yīng)力 = 簡(jiǎn)化為: 彎曲應(yīng)力 =因此， 樓面龍骨上的彎曲應(yīng)力 所以，樓面龍骨的彎曲度合格 (4). 樓面龍骨撓度承載負(fù)荷的情況下，單純支撐的梁的最大撓度由以下公式計(jì)算出：撓度允許撓度= 1050/250 =

11、4.2mm > d=0.69mm因此，DBX 的撓度合格。C. 樓面支撐計(jì)算假定所使用的最長(zhǎng)中部梁和尾部梁是1050mm.所支撐的樓面最大長(zhǎng)度是1050mm.舉例說(shuō)明，所支撐的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)面積是：所支撐的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)面積= (1.05+0.15) x (1.05+0.15) =1.44 SQM (1). 幾何和物理性能： 樓板厚度 120mm 樓板至樓板的高度 2900mm 支撐的長(zhǎng)度 (L) 2780mm (2900-120) 保守的 內(nèi)管 (48×3) 支撐橫截面積 (A) 424mm2 彈性系數(shù) (E) 206000 N/mm2 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 (I) 92756mm4承受力矩 (W)

12、 4493mm3、7293mm3屈服強(qiáng)度 (Fy) 235 N/mm2(2) 負(fù)載和穩(wěn)定性轉(zhuǎn)為軸向荷載:1.44×7.414=10.68KN支撐的自重約 0.12KN極限載荷約 24KN>10.68KN N=10.68+0.12=10.8KN因此，合格。工具式鋼管立桿受壓穩(wěn)定性計(jì)算（參JGJ162-2008中式5.2.5-9）按其中歐拉臨界力 查表JGJ162-2008附錄D，得歐拉臨界力 所以，立桿受壓穩(wěn)定性合格！ (4). 檢查由于支撐負(fù)載引起的混凝土層的直接壓應(yīng)力 支撐的底面為D=60mm的圓 Figure 1根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB850204-2002）混

13、凝土強(qiáng)度達(dá)到1.2N/mm2才能在樓面作業(yè)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，24小時(shí)C25混凝土能達(dá)到1.2KN/mm2以上，對(duì)于快拆體系能滿足要求！另外擬在同條件砼試塊達(dá)到拆模條件要求時(shí)，拆除梁、板底模板，保留梁、板與立桿相連接部分的鋁梁，作為梁板的支撐。(5). 檢查支撐的穩(wěn)定性 Figure 2支撐上的最大力矩是： 單純彎曲狀態(tài)下建筑理論： 彎曲應(yīng)力 = 支撐上的最大撓度是：撓度 =10.38mm 但支撐的底座是 6X120X120 因此，取允許的撓度=60mm > d=10.38mm所以合格。 (D) 轉(zhuǎn)角計(jì)算(在樓面四周提供支撐) 墻板轉(zhuǎn)角樓面板Figure 3Figure 4最大支撐間距：130

14、0mm回轉(zhuǎn)處最大厚度=9mm彎曲應(yīng)力 回轉(zhuǎn)處最大彎曲應(yīng)力 =撓度(d) =允許的撓度 = 2400/270 = 8.89mm > d=5.64mm因此，撓度合格。轉(zhuǎn)角之間的固定銷子和樓面假定每塊樓面用2個(gè)銷子。因此，每個(gè)銷子的剪應(yīng)力直徑16mm固定銷子的允許剪應(yīng)力(E) 樓面龍骨拉桿計(jì)算樓面支撐樓面龍骨固定銷子龍骨拉桿（2件）Figure 5來(lái)自樓面龍骨的剪應(yīng)每根龍骨拉桿分?jǐn)偟募魬?yīng) =3.03/2 =1.52KN龍骨拉桿的有效剪力區(qū) = 500 m/m2剪應(yīng)力允許的剪應(yīng)力= 0.6Pt = 0.6x160=96 N/ mm2>3.04N/mm2 龍骨拉桿固定銷子 (16mm )固定

15、銷子上的剪應(yīng)力允許的銷子剪應(yīng)力= 102 N/mm2 > 30.25N/mm因此，合格。 4.2 標(biāo)準(zhǔn)墻板模板的結(jié)構(gòu)計(jì)算A. 墻板計(jì)算B. 穿墻絲桿計(jì)算C. 鐵威令計(jì)算A. 墻板計(jì)算墻建筑的負(fù)載路徑: 混凝土 鋁板 加勁構(gòu)件 背楞 螺桿以下計(jì)算是基于最大樓層高度2900mm. 因此，墻板的高度是 2900-120=2780mm.根據(jù)建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范JGJ162-2008 4.1.1-2 取其中較小值混凝土重力密度取25KN/m³新澆混凝土初凝時(shí)間取200/（25+15）=5外加劑影響修正因素取1.0混凝土坍落度影響修正因素取1.15混凝土澆筑速度V取1m/h新澆混凝土側(cè)

16、壓力=31.63KN(1). 幾何及物理性能. 灌漿高度 2900mm 彈力系數(shù)(鋁平板) 68,900 N/mm2 平板厚度 4 mm 慣性矩 (I) PRWX (邊框) =214,409 mm4 HRX (加勁) =69595mm4 承重力矩(W) PRWX (邊框) =6557 mm3 HRX (加勁) =3479 mm3屈服強(qiáng)度 (Fy) PRWX/HRX 200 N/ mm2面板 135 N/ mm2允許應(yīng)力 (0.2%彈性極限應(yīng)力) PRWX/ HRX (0.80Fy) 160 N/ mm2 面板(0.7Fy) 95 N/ mm2 (2). HRX加勁彎曲度最危險(xiǎn)的加勁支撐著混凝土

17、墻板最大是200mm寬，200/2+300/2 = 250mm 深。因此，邊框的負(fù)荷為31.63x0.25=7.9KN/m.含有銷子尾端的加勁構(gòu)件最大力矩由以下公式計(jì)算出： HRX加勁最大力矩如下： 單純彎曲狀態(tài)下的建筑理論：彎曲應(yīng)力 =簡(jiǎn)化為: 彎曲應(yīng)力 =因此，加勁邊框的彎曲應(yīng)力（HRX Rail） 因此，加勁的彎曲度合格。(3). HRX加勁撓度經(jīng)驗(yàn)顯示，單件模板從支撐點(diǎn)中心線起的撓度不超過(guò)跨度的1/270所產(chǎn)生的表面是可接受的。由于加勁是焊接于豎向邊框，而加勁由平板加固，因此，基于固定端來(lái)估計(jì)撓度是合理的：因此，撓度（d） 所以，加勁的撓度合格(4). 面板彎曲度/撓度面板四周有邊框，

18、最大面積為450×300.彎曲應(yīng)力及撓度公式如下：WhereFb 彎曲引起的壓力B 源自以下Table 2P 壓力b 平板的最短尺寸t 平板的厚度A 源自于以下表格E 彈性系數(shù)D 撓度Table 2a/b11.21.41.61.8234A0.01380.01880.02260.02510.02680.02770.02840.0284B0.3080.3830.4360.4680.4870.4970.4990.5 a/b =450/300 = 1.5, 使用插入方法，所以 A =0.0239 and B = 0.452 因此，面板的彎曲度合格。面板的撓度允許撓度=450/270 = 1.

19、67mm > D=1.19mm因此，面板的撓度合格。(5). 檢查轉(zhuǎn)角和墻板之間固定銷子每塊墻板的轉(zhuǎn)角與墻板之間假定使用2件銷子。請(qǐng)參照 figure6. 假定負(fù)載接近：W=31.6KN/2×1.080m=17.06KN/m.因此，每個(gè)銷子的剪應(yīng)力直徑16mm固定銷子的允許剪應(yīng)力所以銷子合格。 (6). PRWX長(zhǎng)邊框彎曲度PRWX長(zhǎng)邊框某種程度像連續(xù)梁，因而有三角負(fù)載，為簡(jiǎn)化分析，取單一最大跨度900mm, 最大負(fù)載31.6 KN/m2 分析，假定跨度有固定端。威令位置Figure 7PRWX邊框荷載:31.6 KN/ m2x0.45/2 =7.11 KN/m因此，PRWX長(zhǎng)邊框彎曲度合格。(7). PRWX長(zhǎng)邊框撓度撓度 （d）允許撓度為: 900/270 =3.33mm > d=0.82mm因此，PRWX長(zhǎng)邊框撓度合格。 (8). 房間的周邊樓面邊緣的垂直載荷所施加于墻板的壓縮效應(yīng)樓面的負(fù)載由長(zhǎng)邊框和4毫米厚的鋁板傳遞到樓面。事實(shí)上，長(zhǎng)邊框和4毫米厚的鋁板的強(qiáng)度是由水平方向的加勁所形成的一個(gè)堅(jiān)固的隔段，從而能抵抗垂直壓力荷載。從建筑學(xué)角度判斷，樓面的負(fù)載形式不會(huì)對(duì)墻板的結(jié)構(gòu)性產(chǎn)生影響。B. 穿墻絲桿計(jì)算 以